Eine Simulation eines Sterns, der von einem Schwarzen Loch zerstört wird. (Goddard Space Flight Center der NASA/Taeho Ryu) Wir haben gerade etwas mehr Einblick in den Sternentod erhalten schwarzes Loch .
In einer Reihe von Simulationen hat ein Team von Astrophysikern eine Reihe von Sternen auf eine Reihe von Sternen geworfen Schwarze Löcher , und aufgezeichnet, was passiert.
Es sei die erste Studie dieser Art, sagten die Wissenschaftler, die Einsteins Theorie kombiniert generelle Relativität mit realistischen Modellen der Dichten von Hauptreihensternen. Die Ergebnisse werden uns helfen zu verstehen, was passiert, wenn wir die Lichtblitze entfernter Schwarzer Löcher beobachten, die unglückliche Sterne zerfetzen.
Und auch die Simulationen, die ein letztes Jahr veröffentlichtes Papier unterstützen, sind einfach großartig.
Wenn ein Stern einem Schwarzen Loch etwas zu nahe kommt, wird es ziemlich schnell heftig. Das extreme Gravitationsfeld des Schwarzen Lochs beginnt sich zu verformen und zieht den Stern dann aufgrund dessen, was wir Gezeitenkräfte nennen – der Dehnung eines Körpers aufgrund der Anziehungskraft eines anderen – auseinander.
Wenn ein Stern einem Schwarzen Loch so nahe kommt, dass die Gezeitenkraft dazu führt, dass dem Stern Material entzogen wird, nennen wir das ein Gezeitenstörungsereignis.
Im schlimmsten Fall für den Star es gibt kein Entkommen . Die Störung ist total und ein Teil der Materie des Sterns wird auf das Schwarze Loch geschleudert wie eine Spaghetti-Nudel .
Aber nicht jede Begegnung zwischen einem Schwarzen Loch und einem Stern endet so. Einige Stars waren beobachtetes Überleben . Die vom Astrophysiker Taeho Ryu vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Deutschland geleiteten Simulationen sollten herausfinden, welche Faktoren zum Überleben eines Sterns beitragen.
Das Team schuf sechs virtuelle Schwarze Löcher mit Massen zwischen 100.000 und 50 Millionen Sonnenmassen. Jedes dieser Schwarzen Löcher hatte dann Begegnungen mit acht Hauptreihensternen mit Massen zwischen dem 0,15- und dem Zehnfachen der Sonnenmasse.
Sie fanden heraus, dass der Hauptfaktor, der zum Überleben eines Sterns beitrug, die anfängliche Dichte des Sterns war. Je dichter der Stern ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er eine Begegnung mit einem Schwarzen Loch überlebt. Im Video oben können Sie sehen, wie sich diese Begegnungen um ein supermassereiches Schwarzes Loch mit einer Million Sonnenmasse abspielen. Die Sterne mit der höchsten Dichte sind gelb und die Sterne mit der niedrigsten sind blau.
Das Team fand außerdem heraus, dass partielle Störungen genauso schnell auftreten wie vollständige Störungen, und dass der Anteil der verlorenen Sternmasse überraschend einfach mit einem einfachen Ausdruck beschrieben werden kann.
Zukünftige Forschungen zur Klärung der feineren Details werden dazu beitragen, die Auswirkungen dieser Begegnungen zu modellieren, einschließlich der bisher relativ vernachlässigten Teilstörungsereignisse, sagten die Forscher.
Dies wird zeigen, was mit einem Stern passieren kann, nachdem er eine Begegnung mit einem Schwarzen Loch überlebt hat; ob es sich entlang der Hauptreihe fortsetzt oder sich in einen stellaren Überrest verwandelt; und ob es weiterhin in der Umlaufbahn um das Schwarze Loch bleibt, um zu einem späteren Zeitpunkt einer völligen Störung zu begegnen.
Das den Simulationen beigefügte Papier wurde in veröffentlicht Das Astrophysikalische Journal im Jahr 2020.